Ви любите ловити метеликів? Ви читали історію «Дуже голодна гусениця»? Ви боїтеся павуків і тарганів? Що ж, метелики, гусениці, павуки, таргани та багато інших їхніх друзів належать до групи тварин під назвою Комахи. Комахи є одними з найпоширеніших і дивовижних істот на Землі. Весна, літо та осінь наповнені дзижчанням і прекрасним помахом крил.
На цьому уроці ми збираємося дізнатися про комах — їх будову тіла, основну внутрішню анатомію, життєві цикли та їхні стратегії виживання в зимові місяці.
Комахи — тварини, які мають такі ознаки: відсутність хребта, тіло складається з трьох частин, шість ніг і вусики. Оскільки комахи не мають хребта, їх також можна назвати безхребетними. Комахи — це клас безхребетних тварин, який входить до типу членистоногих. Бджоли, метелики, таргани, мухи, бабки, комарі та мурахи — усі вони комахи. Вони мають сегментоване тіло і ноги, три пари ніг і зазвичай мають дві пари крил.
Давайте коротко пояснимо антропод. «Человеконогі» — це безхребетна тварина, що має зовнішній скелет, сегментоване тіло та з’єднані придатки. До нього входять такі родини організмів:
Комах можна відрізнити від павуків і ракоподібних за кількістю пар вусиків: комахи мають одну пару вусиків, тоді як ракоподібні мають дві пари, а павуки не мають вусиків. Що стосується безхребетних, комахи мають унікальну характеристику - еволюцію крил, які дозволяють літати, і це вважається основною причиною дивовижного успіху виду комах на суші.
Тіло ділиться на три окремі частини - голову, грудну клітку і черевце. Кожен регіон далі поділено на сегменти.
В загальному,
Комахи — це різноманітна група, яка еволюціонувала у багатьох різних формах. У більш розвинених комах сегменти можуть зливатися разом, особливо в черевці.
На малюнку нижче показана будова тіла комахи:
На грудях три пари ходильних ніг, по одній парі на кожен сегмент. Ноги часто модифіковані для виконання різноманітних завдань, наприклад, плавання або утримання здобичі.
На малюнку нижче показана узагальнена будова ноги комахи:
Більшість дорослих комах мають дві пари крил, по одній на другому та третьому сегментах. Крила підтримуються низкою жилок, візерунок жилок є важливим способом класифікації комах.
Бачення
На голові є пара складних очей. Вони складаються з кількох «окремих очей», кожне з яких створює окреме зображення. Тому загальна картина, яку бачить комаха, складається з серії точок. Це схоже на телевізійне зображення, але з набагато гіршою різкістю. Цей тип очей дуже добре оцінює відстань і рух. Тому комахи, які є активними хижаками, наприклад бабки, мають дуже добре розвинені очі.
Ні. Павуки належать до сімейства павукоподібних, а комахи належать до родини комах.
Через спільне походження і павуки, і комахи мають певні спільні характеристики. Але ці дві групи розгалужувалися багато мільйонів років тому і розвинули багато унікальних характеристик, які відрізняють їх.
| Характеристика | Комахи | Павуки |
| Кількість ніжок | 6 | 8 |
| Частини тіла | Три основні частини тіла: голова, грудна клітка і черевце | Дві основні частини тіла: головогрудь і черевце; голова і грудна клітка зрощені, утворюючи «головогрудь» |
| Кількість очей | Складні очі | Майте кілька пар простих очей, кожна пара яких адаптована для певного завдання |
| Вусики | Мають дві антени | Без антен |
| Крила | Мати крила | Без крил |
Чи знаєте ви, що доросла гусениця має більше м’язів, ніж людина?
Внутрішня анатомія комах багато в чому відрізняється від хребетних (включаючи людину):
Травна/видільна система
Як і хребетні, комахи також мають повну травну систему, що складається з трубки від рота до заднього проходу, але вона відрізняється дуже важливим чином. Травна система комах складається з трьох основних відділів - передньої, середньої та задньої кишки.
Передня і задня кишки вистелені хітином, полісахаридом, який утворює зовнішній скелет комахи. Коли комаха скидає шкіру, вона також скидає внутрішню оболонку передньої та задньої кишок. Кишкова фауна часто лежить у задній кишці (наприклад, у термітів). Якщо комаха покладається на кишкові мікроорганізми, щоб допомогти травленню, втрата внутрішньої оболонки кишечника може стати проблемою. Тому кишкова фауна поповнюється з кожною линькою (скиданням шкіри).
Комахи не мають нирок. Натомість метаболічні відходи видаляються за допомогою мальпігієвих канальців, які, як і задня кишка, формують у комах первинну систему іонної, осмотичної та екскреторної регуляції, за допомогою якої транспортуються продукти виділення та токсичні сполуки.
Дихальна (вентиляційна) система
Комахи дихають не так, як ми. Вони не використовують кров для транспортування кисню. Вони не мають легенів. Комахи поглинають кисень і викидають вуглекислий газ через отвори в своєму тілі, які називаються дихальцями. Ці отвори з’єднуються з розгалуженими та сполучними трубками, які називаються трахеями. Комахи можуть обмежити надходження кисню, закривши свої дихальця. Фактично, одна з причин, чому комахи такі витривалі, полягає в тому, що вони можуть закривати свої дихальця і жити за рахунок кисню, який вони вже мають у своїх трахеях.
У той час як у людей одна трахея, комахи мають цілу трахейну систему, яка транспортує кисень до всіх частин тіла та видаляє вуглекислий газ. Коли комаха росте, трахеальні трубки стають довшими, щоб досягти центральної тканини, і розширюються або збільшуються в кількості, щоб задовольнити додаткові потреби більшого тіла в кисні.
Ви коли-небудь замислювалися, чому комахи не можуть вирости такими великими, як слон?
Тому що вони не зможуть отримати достатньо кисню. Повітря проникає в трахею шляхом дифузії. У таких крихітних трубках повітря може проходити лише на довжину 1 см. Ось чому комахи не можуть виростати більше кількох сантиметрів у поперечнику. При перевищенні цього розміру дифузія кисню в тканини тіла стає занадто неефективною для життя комахи. Якби комахи стали дуже великими, у них повинні були б розвинутися легені, зябра або щось інше. Однак цього ще не сталося.
Серцево-судинна система
Як і всі членистоногі, комахи мають відкриту кровоносну систему на відміну від закритої. Тоді як наша кров обмежена кровоносними судинами, кров комах, яка називається гемолімфою , вільно тече по всьому тілу. Вони не мають вен і артерій. Всередині їх екзоскелетів знаходиться заповнена рідиною порожнина тіла, відома як гемоцель . Усередині цієї порожнини тіла знаходяться органи, зважені в рідкій гемолімфі, яка є синонімом крові вищих організмів.
Чи є у комах серця?
Так, у комах є серце. Серце – це орган, який, як відомо, перекачує кров. На відміну від людей, вони мають дещо іншу структуру, яка забезпечує перекачування крові по всьому тілу. Вони мають довгий серцеподібний орган, відомий як «спинна судина» в черевній порожнині, який допомагає циркулювати гемолімфі по тілу. Дорсальна судина підвішена в гемоцелі за допомогою м’язових зв’язок. Кожна камера дорсальної судини складається з алярних м’язів , які або скорочуються, або розширюються, щоб контролювати потік гемолімфи. Тим часом передня частина спинної судини, до якої немає таких м’язів, називається аортою. Стінка серця комахи має різні перфорації, відомі як усті , які функціонують як проходи для гемолімфи, що надходить із гемоцелю. Гідростатичний тиск, створюваний м’язовими скороченнями, допомагає проштовхувати гемолімфу з одного місця в інше, допомагаючи їй рухатися до голови та грудної клітки.
Головним недоліком екзоскелета є те, що він не може розширюватися разом із ростом. Щоб вирости, екзоскелет повинен скинутись і сформувати новий. Новий спочатку буде м’яким, тому тіло може розширитися до того, як воно затвердіє. Організм росте, щоб заповнити простір, що утворився, перш ніж линька знову стане необхідною.
Процес линьки називається «екдиз», а стадія між послідовними линяннями називається «стадією». Після досягнення дорослого віку ріст припиняється, і доросла комаха більше не линяє. Це означає, що стадії, які відбуваються перед дорослим, є тими, на яких відбувається ріст.
Існує два різних типи життєвого циклу комах - неповний метаморфоз і повний метаморфоз. Метаморфоз - це біологічний процес, який включає раптові та різкі фізичні зміни в організмі після народження.
Також відомий як геміметаболізм, це демонструють менш розвинені комахи. Життєвий цикл проявляє лише три стадії: ЯЙЦЕ – НІМФА – ДОРОСЛА
Ці комахи починаються з яєць, які зазвичай дуже маленькі. Коли яйце вилуплюється, з нього виходить личинка або німфа. Німфи - це просто дитинчата комах. Здебільшого німфа зовні схожа на дорослу особину, але вона менша, може мати різне забарвлення та не має крил. Німфа росте через стадії, які називаються стадіями, скидаючи шкіру (епікутикулу) на кожній стадії (екдизис). Крила розвиваються на стадіях німфи як зачатки крил. Вони стають більшими на кожному наступному етапі. Вони повністю формуються під час остаточної линьки в дорослому стані. Нарешті воно перетворюється на дорослу особину з крилами. Таким чином, крила розвиваються поза тілом, і молоді особини схожі на дорослих, але мають крила, що розвиваються зовні, і вони зазнають скромних змін між незрілими та дорослими, не проходячи через стадію лялечки.
Деякі німфи комах є водними, тобто живуть у воді. Ці німфи зазвичай мають зябра і виглядають зовсім не так, як дорослі особини, в яких вони перетворюються. Німф, які живуть у воді, називають наядами.
Недоліком цього життєвого циклу є те, що і німфи, і дорослі особини часто мають одне і те ж джерело їжі. Таким чином, вони можуть бути в прямій конкуренції один з одним за їжу. Перевагою є те, що уникають уразливої фази лялечки (лялечки).
Деякі комахи, які мають життєвий цикл яйце-німфа-доросла особина, це таргани, бабки та коники.
Також відомий як голометаболізм, це демонструють більш розвинені комахи. Життєвий цикл проходить чотири стадії: Яйце – ЛИЧИНКА – ЛЯЛЕЧКА – ДОРОСЛА ІМА
Ці комахи починаються з яєць, які дуже маленькі. Яйце вилуплюється, з нього виходить личинка. Личинка виглядає як хробак і знаходиться у фазі росту. Він їсть, щоб стати більшим. Воно взагалі дуже відрізняється від дорослого. Зазвичай личинка і доросла особина використовують різні джерела їжі. Тому вони не є прямими конкурентами. Це явна перевага, оскільки можна годувати більше особин виду.
Коли личинка виростає, вона перетворюється на лялечку. Лялечка зазвичай не може рухатися або їсти. Це етап внутрішньої реорганізації. На зовнішній стороні тіла немає видимих ознак активності всередині. Через це фазу лялечки називають стадією «спокою». Це особливий час, коли комаха перетворюється на дорослу особину, яка буде сильно відрізнятися від личинки чи лялечки. Під час фази лялечки внутрішні органи руйнуються, утворюючи «суп». Потім цей «суп» діє як їжа для розвитку спеціальних бруньок росту. Вони утворюють доросле тіло. Коли реорганізація завершена, доросла особина готова до появи. Коли зовнішні умови сприяють, відбувається остаточна линька і з’являється доросла комаха. Лялечка молі залишається всередині коконів. Коли кокон розкривається, доросла комаха виходить. Крила розвиваються всередині на незрілій стадії, безпосередньо перед остаточною линькою.
Усі метелики мають «повну метаморфозу». Щоб вирости в дорослу особину, вони проходять 4 стадії: яйце, личинка, лялечка і доросла особина. Кожна стадія має різну мету - наприклад, гусеницям потрібно багато їсти, а дорослим особинам потрібно розмножуватися.
На малюнку нижче показано повну метаморфозу метелика:
Інші комахи, які демонструють повну метаморфозу, це жуки, бджоли, оси, мурахи, молі та мухи.
Клас Insecta поділяється на 2 підкласи, зокрема, Apterygota та Pterygota.
Apterygota - це комахи, які ніколи не мали крил у будь-який час своєї еволюційної історії. Хоча деякі інші комахи, такі як блохи, також не мають крил, вони походять від крилатих комах, але втратили їх під час еволюції. Приклади: срібна рибка, вогнянка, стрибучі щетинохвости.
Pterygota - це підклас комах, до якого входять крилаті комахи. Сюди також входять загони вторинно безкрилих (тобто групи комах, предки яких колись мали крила, але втратили їх у результаті подальшої еволюції).
У межах Pterygota підклас поділяється на два подальших відділи залежно від типу метаморфозу, який демонструють комахи в кожній групі:
Царство - Тварини
Тип - Членистоногі
Клас - Комахи
Загони - Нижче наведено 9 загонів комах
1. Ряд Жуки - Жовткокрилі
2. Загін богомолів і тарганів - Dictyoptera
3. Загін справжніх мух - двокрилі
4. Загін травневих - Ephemeroptera
5. Загін метеликів і метеликів - Lepidoptera
6. Загін мурашок, бджіл і ос - Перетинчастокрилі
7. Загін Бабки - Odonata
8. Коники та загін родичів - прямокрилі
9. Загін паличкових і листових комах - Phasmida
Настає зима, і ми не бачимо ні мух, що дзижчать, ні павуків, що плетуть павутину, ні мурах, які шукають їжу. Ви ніколи не замислювалися, куди зникають усі ці жуки взимку?
Будучи холоднокровними істотами, комахи вразливі до низьких зимових температур. Не тільки холод уповільнює їх, роблячи їх легшою здобиччю для голодних птахів, але й температура нижче нуля може вбити. Щоб пережити зимові місяці, комахи мають різні стратегії. Процес зимівлі комах називається зимівлею.
Міграція. Одним із способів уникнути холодів є міграція до теплішого клімату та повернення після зими. Найкращим прикладом є метелик монарх у Північній Америці. Метелики-монархи щороку мігрують на південь із Північної Америки та зимують у Мексиці чи Каліфорнії. Навесні вони знову мігрують назад.
Сплячка – багато видів комах впадають у зимову сплячку. Але, тільки дорослі комахи можуть впадати в сплячку. Деякі жуки, що перебувають у сплячці, зариваються в ґрунт або листовий опад. Це допомагає їм уникати не тільки холоду, але й холодного вітру та дзьобів голодних птахів. Прикладами сплячих жуків є сонечка, вуличні таргани, деякі види ос і жуки. Медоносні бджоли також зимують у своїх вуликах протягом зими, утворюючи теплогенеруючі скупчення, коли температура падає.
Зимують на різних стадіях життєвого циклу. Для багатьох комах певні стадії життєвого циклу дозволяють їм перезимувати в холодні місяці. Наприклад, вони можуть зимувати як личинки, німфи, лялечки або навіть яйця.
Зимують у вигляді личинок. Багато комах успішно зимують у вигляді статевозрілих личинок. Захист товстих покривів листя або подібних укриттів захищає гусеницю ведмедя, тоді як інші комахи замінюють воду у своїх тілах гліцерином, різновидом антифризу. Деякі личинки просто зариваються глибше в ґрунт, щоб уникнути холоду.
Зимують як німфи. Небагато комах активні взимку, але німфи бабок, поденок і каменок живуть у водах ставків і струмків, часто під льодом. Вони активно живляться і ростуть всю зиму, щоб з’явитися дорослими на початку весни.
Зимують як яйця. Менша кількість комах відкладає яйця, які переживають зиму. Найвидатнішими комахами в цій категорії є богомол і руйнівний кукурудзяний черв’як.
Зимують лялечками. Деякі комахи зимують у стадії лялечки, а потім навесні з’являються дорослі. Молі з сімейства шовкопрядових, Saturniidae, можуть бути знайдені прикріпленими до гілок харчових рослин у вигляді лялечок взимку.
Морозостійкість
Деякі комахи можуть пережити утворення льоду в їхніх тканинах.
- Морозостійкі комахи – це комахи, які можуть вижити, будучи замороженими. Вони можуть контролювати, де утворюються кристали льоду в їхніх тілах, щоб кристали льоду не пошкоджували клітини та органи. Коли погода стає теплішою, кристали тануть, і комаха знову стає активною. Це використовується в дуже холодних областях.
- Комахи, що не переносять замерзання, — це ті комахи, які використовують спеціальні «антизамерзаючі» хімікати, щоб запобігти замерзанню. Ці хімічні речовини проти замерзання взаємодіють з іншими компонентами рідин організму комах, запобігаючи утворенню льоду всередині тіла. Це спостерігається в прохолодному або помірно холодному кліматі.
Комахи демонструють два типи поведінки - вроджену та навчену.
Багато комах проявляють «соціальну» поведінку ( наприклад, скупчення живлення, піклування батьків про дитинчата та місця спільного гніздування). Усі терміти, мурахи, різноманітні бджоли та оси є комахами, які найкраще демонструють соціальну поведінку. Евсоціальність — це екстремальна форма соціальної поведінки, яка зустрічається лише у кількох видів комах і характеризується наступним:
Комахи можуть спілкуватися різними способами. Наприклад, мурахи виділяють гормони, які називаються «феромонами», які відчувають інші мурахи та реагують на них. Ви помітили, як група мурашок ходить по прямій? Це тому, що перша мураха, яка виявила їжу, залишає слід феромону, який відчувають інші мурахи, які потім слідують за нею, щоб дістатися до їжі. Ще один цікавий спосіб спілкування – танець бджіл. Коли робоча бджола виявляє гарне джерело нектару або пилку (зверніть увагу на спори пилку, що посипають спину цієї бджоли), вона повертається до вулика, щоб виконати танець, що коливається, щоб повідомити своїм сусідам у гнізді, де він лежить.
Зазвичай тепла погода сигналізує про комах, які викликають алергію від укусів і укусів. Існують інші жуки, які викликають алергічну реакцію, наприклад астму, не кусаючи чи жалячи вас.
Ось кілька різних видів комах, які можуть викликати алергічну реакцію:
1. Жалячі комахи. Коли вони жалять вас, вони впорскують токсичну речовину, яка називається отрутою. У деяких людей ця отрута може викликати легку реакцію, яка зникає протягом кількох годин або днів; у деяких інших людей це може викликати реакцію, яка загрожує життю. Приклади включають оси, жовті кожухи, бджоли та шершні.
2. Побутові шкідники - це включає тарганів і пилових кліщів, які викликають алергію та астму. На відміну від тарганів, пилових кліщів не видно неозброєним оком.
3. Кусячі комахи. Найбільш поширеними прикладами кусаючих комах є комарі, клопи, блохи та мухи. Укуси комах можуть викликати біль, свербіж, почервоніння та незначний набряк в області навколо укусу. Укуси комах рідко становлять загрозу для життя.
Ознаки алергічної реакції на комах
Нормальною реакцією на укус або укус комахи є біль, почервоніння, свербіж і незначна припухлість в області укусу або укусу. Це зникає протягом кількох годин або днів. Деякі комахи, такі як таргани або пилові кліщі, які не жалять і не кусають, викликають інший тип алергічної реакції. Людина може кашляти, чхати або відчувати свербіж в очах, роті, горлі, носі або закладений нежить. Ці симптоми схожі на симптоми звичайної застуди. Якщо у людини астма, це може спровокувати напад задухи.
У деяких людей укуси або укуси комах можуть викликати небезпечну для життя алергічну реакцію (анафілаксію). Якщо ці симптоми не лікувати негайно, це може призвести до смерті. Деякі симптоми небезпечної для життя алергічної реакції:
Людина може реагувати на отруту комах, викликаючи токсичну реакцію. Симптоми токсичної реакції схожі з симптомами алергічної реакції. До них відносяться нудота, лихоманка, судоми, запаморочення, непритомність, шок і смерть.
Отруйні комахи
До загону перетинчастокрилих належать сімейства отруйних комах, відомих як медоносні бджоли, джмелі, оси, шершні, жовті кожухи та мурахи. Самки комах мають отруту в задній частині черевця. Укуси та укуси цієї групи можуть викликати алергічні реакції, а іноді й швидку смерть від анафілактичних реакцій.
